1. Allmennpraksis
For å gjøre høyfrekvente kretskortdesign mer fornuftig og bedre anti-interferens ytelse i PCB-design, bør følgende aspekter vurderes:
(1) Rimelig valg av lag Ved ruting av høyfrekvente kretskort i PCB-design brukes det indre planet i midten som kraft- og jordlag, som kan spille en skjermingsrolle, effektivt redusere den parasittiske induktansen, forkorte lengden på signallinjene og redusere kryssinterferens mellom signaler.
(2) Fresemodus Fresemodusen må være i samsvar med 45° vinkeldreiing eller buedreiing, noe som kan redusere høyfrekvent signalutslipp og gjensidig kobling.
(3) Kabellengde Jo kortere kabellengde, desto bedre. Jo kortere parallellavstand mellom to ledninger, desto bedre.
(4) Antall gjennomgående hull Jo færre gjennomgående hull, desto bedre.
(5) Retning på mellomlagskabling Retningen på mellomlagskablingen bør være vertikal, det vil si at det øverste laget er horisontalt og det nederste laget er vertikalt, for å redusere interferens mellom signalene.
(6) Kobberbelegg Økt jording av kobberbelegg kan redusere interferensen mellom signaler.
(7) Inkludering av viktig signallinjebehandling kan forbedre signalets anti-interferensevne betydelig, og det kan selvfølgelig også inkluderes behandling av interferenskilder, slik at de ikke kan forstyrre andre signaler.
(8) Signalkabler ruter ikke signaler i løkker. Rut signaler i seriekoblingsmodus.
2. Prioritet for kabling
Prioritet for nøkkelsignallinje: analogt lite signal, høyhastighetssignal, klokkesignal og synkroniseringssignal og andre prioriterte ledninger for nøkkelsignaler
Tetthetsprinsippet først: Start kablingen fra de mest komplekse tilkoblingene på kortet. Start kablingen fra det området på kortet som har størst kabling.
Punkter å merke seg:
A. Forsøk å tilby et spesielt ledningslag for nøkkelsignaler som klokkesignaler, høyfrekvente signaler og sensitive signaler, og sørg for minimum sløyfeareal. Om nødvendig bør manuell prioritert ledningsføring, skjerming og økt sikkerhetsavstand benyttes. Sørg for signalkvalitet.
b. EMC-miljøet mellom kraftlaget og jord er dårlig, så signaler som er følsomme for interferens bør unngås.
c. Nettverket med krav til impedanskontroll bør kables så langt som mulig i henhold til kravene til linjelengde og linjebredde.
3, klokkekobling
Klokkelinjen er en av de største faktorene som påvirker EMC. Lag færre hull i klokkelinjen, unngå å gå langs andre signallinjer så langt som mulig, og hold deg unna generelle signallinjer for å unngå forstyrrelser i signallinjene. Samtidig bør strømforsyningen på kortet unngås for å forhindre forstyrrelser mellom strømforsyningen og klokken.
Hvis det er en spesiell klokkebrikke på kortet, kan den ikke gå under linjen. Den bør legges under kobberet, om nødvendig, og kan også være spesielt plassert. For mange referansekrystalloscillatorbrikker bør disse krystalloscillatorene ikke gå under linjen, slik at det legges kobberisolasjon.
4. Linje i rette vinkler
Rettvinklet kabling er vanligvis nødvendig for å unngå situasjonen i PCB-kabling, og har nesten blitt en av standardene for å måle kvaliteten på kablingen, så hvor stor innvirkning vil rettvinklet kabling ha på signaloverføringen? I prinsippet vil rettvinklet ruting føre til at linjebredden på transmisjonslinjen endres, noe som resulterer i impedansdiskontinuitet. Faktisk kan ikke bare rettvinklet ruting, men også spiss vinkelruting forårsake impedansendringer.
Innflytelsen av rettvinklet ruting på signalet gjenspeiles hovedsakelig i tre aspekter:
For det første kan hjørnet tilsvare den kapasitive belastningen på transmisjonslinjen, noe som reduserer stigetiden;
For det andre vil impedansdiskontinuitet forårsake signalrefleksjon;
For det tredje, EMI produsert av den rette vinkelspissen.
5. Spiss vinkel
(1) For høyfrekvent strøm, når ledningens vendepunkt har en rett vinkel eller til og med en spiss vinkel, nær hjørnet, er den magnetiske fluksdensiteten og det elektriske feltintensiteten relativt høy, strålingen vil være sterk, og induktansen her vil være relativt stor, den induktive vil være større enn den stumpe vinkelen eller den avrundede vinkelen.
(2) For buskablingen i den digitale kretsen er ledningshjørnet stumpt eller avrundet, og ledningsområdet er relativt lite. Under samme linjeavstandsforhold tar den totale linjeavstanden opp 0,3 ganger mindre bredde enn den rettvinklede svingen.
6. Differensiell ruting
Jf. Differensialkobling og impedanstilpasning
Differensialsignaler brukes stadig mer i design av høyhastighetskretser, fordi de viktigste signalene i kretser alltid bruker differensialstruktur. Definisjon: Enkelt forklart betyr det at driveren sender to likeverdige, inverterende signaler, og mottakeren bestemmer om den logiske tilstanden er "0" eller "1" ved å sammenligne forskjellen mellom de to spenningene. Paret som bærer differensialsignalet kalles differensialruting.
Sammenlignet med vanlig single-ended signalruting har differensialsignaler de mest åpenbare fordelene i følgende tre aspekter:
a. Sterk anti-interferensevne, fordi koblingen mellom de to differensialledningene er veldig god. Når det er støyinterferens utenfra, kobles den nesten til de to linjene samtidig, og mottakeren bryr seg bare om forskjellen mellom de to signalene, slik at fellesmodusstøyen utenfra kan bli fullstendig kansellert ut.
b. kan effektivt hemme EMI. På samme måte, fordi polariteten til to signaler er motsatt, kan de elektromagnetiske feltene som utstråles av dem kansellere hverandre. Jo tettere koblingen er, desto mindre elektromagnetisk energi frigjøres til omverdenen.
c. Presis tidsposisjonering. Siden bytteendringene i differensialsignaler er plassert i skjæringspunktet mellom to signaler, i motsetning til vanlige single-ended-signaler som er avhengige av høy og lav terskelspenning, er effekten av teknologi og temperatur liten, noe som kan redusere feilene i timing og er mer egnet for kretser med signaler med lav amplitude. LVDS (lavspenningsdifferensialsignalering), som er populært for tiden, refererer til denne differensialsignaleringsteknologien med liten amplitude.
For PCB-ingeniører er det viktigste å sørge for at fordelene med differensiell ruting kan utnyttes fullt ut i den faktiske rutingen. Kanskje så lenge kontakten med layout-folk forstår de generelle kravene til differensiell ruting, det vil si «lik lengde, lik avstand».
Den like lange lengden er for å sikre at de to differensialsignalene opprettholder motsatt polaritet til enhver tid og redusere fellesmoduskomponenten. Ekvidistanse er hovedsakelig for å sikre at differensimpedansen er konsistent og redusere refleksjon. "Så tett som mulig" er noen ganger et krav for differensiell ruting.
7. Slangelinje
Serpentinledning er en type layout som ofte brukes i layout. Hovedformålet er å justere forsinkelsen og oppfylle kravene til systemtimingdesign. Det første designere må innse er at slangelignende ledninger kan ødelegge signalkvaliteten og endre overføringsforsinkelsen, og bør unngås ved kabling. Imidlertid er det i faktisk design ofte nødvendig å vikle med vilje for å sikre tilstrekkelig holdetid for signaler, eller for å redusere tidsforskyvningen mellom samme gruppe signaler.
Punkter å merke seg:
Par av differensialsignallinjer, vanligvis parallelle linjer, så lite som mulig gjennom hullet, må stanses, bør være to linjer sammen for å oppnå impedanstilpasning.
En gruppe busser med samme attributter bør rutes side om side så langt som mulig for å oppnå lik lengde. Hullet som går fra patchpaden er så langt unna paden som mulig.
Publisert: 05.07.2023
